【正文】 dows 平臺(tái)同樣的應(yīng)用程序接口函數(shù)，具有win32API子集，使用同樣的界面風(fēng)格。目前嵌入式操作系統(tǒng)，有VXWORK、WINCE 和Linux等。 第四章 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 嵌入式操作系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟件硬件可裁剪，對(duì)系統(tǒng)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。本系統(tǒng)中采用的數(shù)字音頻編解碼器為UDAl341TS,其連接原理圖： 其電路實(shí)圖如下：R?RES2C?CAPC?CAPC?CAPR?RES2AVDD33R?RES2DVDD33+C7447uF/16V+C7547uF/16VR55100R2410K R56100R2310K+C7710uF/16VJ33MICC24MIC STEREO C23PHONER57100R2631KR2631K+C7810uF/16VAVDD33SPKLSPKRDVDO1 DVSS2AVDD3 V(ADC)4A(DAC)5 AVSS6V(ADC)7 A(DAC)8SYSCLK9 BCK10WS11 DATA012DATA113 L3MODE14L3CLOCK15 L3DATA16VOUTL 17VOUTR 18VINL 19VINR 20147 147VF(A/D) 22TEST 21U7UDAl341TS+C7647uF/16VC10 IISLCLK IISD0 IISCLK TOUT3 TOUT2 TCLK0 CDCLKS3C2410WS VOUTLDATA1 VOUTRBCK VINLL3TATA VINRL3MODEL3LOCKSYSCLK UDAl341TS揚(yáng)聲器麥克 通用I/O口電路 在智能家電端，控制智能家電采用ARM芯片的通用I/O口，共使用8個(gè)I/O口，各口的功能定義如下：I/O口l、2用于控制家電的電源開關(guān)， I/O口3用于控制家電的J下逆運(yùn)行模式，I/O口6的8種組合根據(jù)不同的家電實(shí)現(xiàn)不同的控制，I/O口7 、8用于獲取家電的運(yùn)行狀態(tài)，各用于輸出的接口使用PNP三極管作驅(qū)動(dòng),下圖所示：Q7PNPR?RES2R?RES2VDD33 本章小結(jié) 此章完成了遠(yuǎn)程智能家電的整體硬件電路圖的設(shè)計(jì)，從電源電路到網(wǎng)卡電路，再到顯卡電路，最后的聲卡電路，無不凝聚了筆者的匠心和智慧。具體的結(jié)構(gòu)原理如圖： 其電路圖如下：GND1 CK2Hsync3R05 R16R27 R38R49 R510G011 G112G213 G314G415 G516B017 B118B219 B320B421 B522ENAB23 R/L24U/D25Vsync4LQ080V3DG01VCC26+5S3C2410 VD23~VD19 VD15~VD11 VD7~VD3 VCLK VDEN HSYNC VSYNCS3C2410R4~R0G5~0B4~B0CKENABHSYNCVSYNCLQ080V3DG01 背光驅(qū)動(dòng)電路LQ080V3DG0l液晶屏使用冷陰極背光燈管，需要高壓交流電源供電?？紤]到本系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)D像顯示的要求相對(duì)較高，故采用8英寸640X480TFT液晶屏(型號(hào)為LQ080V3DG01)。25MHzOSCILLATOR為芯片提供25MHz的工作頻率,(在本圖中省去了S3C2410芯片)SD0～SD15 數(shù)據(jù)總線與S3C2410的數(shù)據(jù)總線連接。由于在S3C2410中以太網(wǎng)卡的中斷為9號(hào)中斷，EINT9為中斷信號(hào)。數(shù)據(jù)端口和地址端口的地址碼由下式?jīng)Q定：DM9000地址端口=高位片選地址+300H+0H ，DM9000數(shù)據(jù)端口=高位片選地址+300H+4H，其中，高位片選地S3C2410 的NGCS3提供，即為:0X100000000H。CMD 引腳用于設(shè)置COMMAND 模式，CMD 為高時(shí)，選擇數(shù)據(jù)端口。SA4～SA9 是地址總線4～9位，當(dāng)AEN 低且SA9和SA8高，而SASASA5 、SA4為低時(shí)，則DM9000被選中。DM9000為16位以太網(wǎng)控制芯片,S3C2410與DM9000的連接方法如下：S3C2410 MD9000RJ45數(shù)據(jù)控制地址嵌入式系統(tǒng)以太網(wǎng) D15~D0 RST ADDR2 IOR IOW NGCS3 EINT9 S3C2410SD15~SD0PWRSTCMD X1IOR X2IOWAENINT DM9000 對(duì)DM9000讀寫操作，首先對(duì)DM9000正確尋址。S3C2410 是32位微處理器，有32 根地址線，支持4GB 存儲(chǔ)空間。原理如圖所示：X23276HzX112MHzC4822pFC4722pFC4615pFC4515uFR221MVCCEXTLCKTXIPLLTXOPLLXTIRTCXTORTCOM2OM3CLK 網(wǎng)卡接口模塊 硬件上要完成DM9000與ARM芯片S3C2410三大總線連接，以及DM9000與網(wǎng)絡(luò)變壓器YL182050S（或YL371107S）+以太網(wǎng)水晶接頭RJ45 的連接。核心板需要擴(kuò)展板提供一組3．3V電源，1．8V 內(nèi)核電源則由核心板上的LDO芯片產(chǎn)生，電路如圖：D?LED1234ATX4PINC7050uF6110uF/16VC6210uF/16VC125220uF/25V116R?A3KVCC+5V12VVin1GND2Vout 3Vin1GND2Vout 3 復(fù)位電路 在核心板的復(fù)位電路中使用了MAX809TD作為電源監(jiān)控復(fù)位芯片，以提高系統(tǒng)的可靠性，電路原理如圖:RSTR5416KVDDRESETIN 時(shí)鐘模塊 采用MPLL產(chǎn)生最大266MHz操作MCU所需的時(shí)鐘， UPLL產(chǎn)生操作USB HOST和 USB DEVIEE的時(shí)鐘，本設(shè)計(jì)中選擇外接12MHz無源晶振，作為系統(tǒng)MPLL和USB UPLL的基準(zhǔn)輸入時(shí)鐘總線時(shí)鐘，再經(jīng)內(nèi)部PLL 最終產(chǎn)生MCU的工作時(shí)鐘。系統(tǒng)時(shí)鐘采用外部12MHz晶振，RTC采用32768Hz晶振。這樣當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)Ox0地址程序開始運(yùn)行。B00tLoader作為系統(tǒng)復(fù)位或上電后首先運(yùn)行的代碼，存放在起始物理地址為oX0開始的FLASH 存儲(chǔ)器中。在嵌入式系統(tǒng)中， BootLoader的作用與Pc機(jī)上的BIOS類似，通過BootlLoader 可以完成對(duì)系統(tǒng)板上的主要部件如CPU、FLASH 、SDRAM、串行口等進(jìn)行初始化，從而為操作系統(tǒng)的運(yùn)行創(chuàng)造良好的環(huán)境。第 3 章 電路硬件設(shè)計(jì) 在運(yùn)行操作系統(tǒng)之前，需要對(duì)系統(tǒng)的軟硬件資源進(jìn)行合理的配置與管理。下面是S3C2410內(nèi)核的ARM920T 的內(nèi)部原理圖： ARM920T原理圖S3C2410ARM內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖： S3C2410ARM結(jié)構(gòu)圖下面是系統(tǒng)電路與外圍接口電路總體設(shè)計(jì)框圖:. 本章小結(jié) 該章結(jié)意在選出最佳的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸控制方式。S3C2410A 集成的片上功能包括： (1)內(nèi)核電壓 ，外部I/ ； (2)具有16KB的ICache和16KB 的DCache 以及MMU； (3)外部存儲(chǔ)器控制器（SDRAM控制和片選邏輯） ； (4)LCD控制器（最大支持4K彩色STN和256K 彩色TFT）提供1通道LCD專用DMA； (5)4通道 DMA并有外部請(qǐng)求引腳端； (6)3通道 UART（，16字節(jié)Tx FIFO 和16字節(jié)Rx FIFO）/2 通道SPI； (7)1通道多主設(shè) I2C總線和1通道I2S總線控制器； (8)； (9)2個(gè)USB主設(shè)接口/1個(gè)USB 從設(shè)接口（） ； (10)4通道 PWM定時(shí)器和1通道內(nèi)部定時(shí)器； (11)看門狗定時(shí)器； (12)117位通用 I/O口和24通道外部中斷源； (13)電源控制模式有正常、慢速、空閑和電源關(guān)斷4種模式； (14)8通道 10位ADC 和觸摸屏接口； (15)具有日歷功能的 RTC。ARM920T 采用了 MMU，AMBA 總線和 Harvard 高速緩存體系結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有獨(dú)立的 16KB 指令 Cache 和 16KB 數(shù)據(jù) Cache，每個(gè) Cache 都是由 8 字長的行組成的。采用 ARM920T 內(nèi)核，具有以下特點(diǎn)：5 級(jí)整數(shù)流水線，提供 ／MHz 的哈佛結(jié)構(gòu)，支持 32 位 ARM 指令集和16 位 Thumb 指令集，支持 32 位的高速 AMBA 總線接口，全性能的 MMU，支持 windows CE、Linux 等多種主流嵌入式操作系統(tǒng)，支持?jǐn)?shù)據(jù) cache 和指令Cache。在任意一種處理器模式下，可訪問的寄存器包括15 個(gè)通用寄存器(R0～R14)、一至兩個(gè)狀態(tài)寄存器和程序計(jì)數(shù)器。同時(shí)，ARM 處理器又有 7 種不同的處理器模式，在每一種處理器模式下均有一組相應(yīng)的寄存器與之對(duì)應(yīng)。ARM 處理器是基于 RISC 技術(shù)的，它共有 37 個(gè) 32 位寄存器，被分為若干個(gè)組，這些寄存器包括：31 個(gè)通用寄存器，包括程序計(jì)數(shù)器。傳統(tǒng)的 CISC 復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)處理器設(shè)計(jì)復(fù)雜，指令集使用率不高。以 ARMS3C2410 芯片ＩＰ電話硬件設(shè)計(jì)的原因是：S3C2410 是 16/32 位 RISC處理器，面向高性價(jià)比、低功耗的手持設(shè)備。因此，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和嵌入式技術(shù)把ＩＰ電話與智能家電有機(jī)結(jié)合，在后P Ｃ時(shí)代IT產(chǎn)業(yè)發(fā)展中有廣闊的發(fā)展前景。雖然家庭子網(wǎng)串口通信的方式增加了少量布線，但增強(qiáng)了其隱定性，避免了大量無線設(shè)備的使用，從而降低了成本，而且也便于智能家電使用統(tǒng)一的硬件接口方案，對(duì)各種不同的家電只要修改相應(yīng)的控制軟件就可以滿足實(shí)際需求。同時(shí)各智能家電能通過IP電話這個(gè)控制中實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作。IP電話已經(jīng)通過網(wǎng)關(guān)把因特網(wǎng)與傳統(tǒng)電話網(wǎng)聯(lián)系起來，用戶可以和普通電話用戶一樣，只要有電話機(jī)就能打IP電話，而通話費(fèi)用遠(yuǎn)比普通電話的低。雖然能通話，但PＣ機(jī)體積大、價(jià)格高，因此使用范圍很單一，還算不上是真正的IP 電話。雙方用戶都通過inter聯(lián)網(wǎng)，這種方法同時(shí)要具備IP 電話軟件、音頻卡、麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器等設(shè)備。 基于 IP 電話IP電話，就是在inter網(wǎng)上通過TCP/IP協(xié)議或UDP協(xié)議傳送語音信息的電話系統(tǒng)。傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)中，監(jiān)督命令和反饋信號(hào)都是基于時(shí)問變量的。因特網(wǎng)傳輸?shù)臑閿?shù)字編碼信號(hào)，要把數(shù)字化的信號(hào)分組、打包，還要用存儲(chǔ)—轉(zhuǎn)發(fā)的路由方式傳送；在接收端還要解碼、復(fù)原等，因此增加了很多如編碼、解碼、緩存等時(shí)延。但因特網(wǎng)不是實(shí)時(shí)通信網(wǎng)，它采用的分組交換方式存在“時(shí)延”問題。主叫方只能同時(shí)與7臺(tái)受取方通信，在家電數(shù)量眾多的現(xiàn)代家庭中，這一限制影響了家庭控制網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。藍(lán)牙通訊最大傳輸距離為10米，傳輸距離有很大的限制，而且不能在多房間進(jìn)行傳輸。 基于藍(lán)牙通訊技術(shù)　　藍(lán)牙通訊是一種低功率短距離的無線連接技術(shù)，其設(shè)計(jì)初衷就是將智能移動(dòng)電話與筆記本電腦、掌上電腦以及各種數(shù)字化的信息設(shè)備都能不再用電纜，而是用一種小型的、低成本的無線通信設(shè)備連接起來，進(jìn)而形成一種個(gè)人身邊的網(wǎng)絡(luò)，使得在其范圍之內(nèi)各種信息化的移動(dòng)便攜設(shè)備都能無縫地實(shí)現(xiàn)資源共享。該技術(shù)是把載有信息的高頻信號(hào)加載于電流，然后用電線傳輸，接受信息的調(diào)制解調(diào)器再把高頻從電流中分離出來，并傳送到計(jì)算機(jī)或電話，以實(shí)現(xiàn)信息傳遞。第 2 章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 目前傳輸控制家電的方式有很多，比如：紅外手遙控傳輸、ＧＳＭ傳輸控制等。 本章小結(jié) 本章的作用是對(duì)智能家電的詮釋，使讀者對(duì)智能家電有一定的了解，對(duì)智能家電的未來有自己的看法。第3章是完成基于S3C2410ARM芯片的整體硬件設(shè)計(jì)。 論文的組織結(jié)構(gòu) 第1章主要介紹遠(yuǎn)程智能家電控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)的含義、功能、特點(diǎn)及發(fā)展?fàn)顩r。其中家庭網(wǎng)關(guān)是整個(gè)家庭網(wǎng)絡(luò)的核心,它主要實(shí)現(xiàn)Inter接入、遠(yuǎn)程控制,以及連接家庭內(nèi)部異構(gòu)子網(wǎng)的功能,是當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究的熱點(diǎn)之一,而智能家電是電子行業(yè)正在重點(diǎn)研究、積極推廣的、面向即將到來的巨大市場(chǎng)的新一代家用電器產(chǎn)品。 （5)Vantage家居自動(dòng)化系統(tǒng):用戶可以控制照明、保安、